老鼠大腦中神經系統類別似互連網結構

 

美國一項新研究發現，老鼠大腦一小塊地區中的神經系統類別似互連網結構。這對大腦神經系統是個分等級結構的傳統理論提出挑戰。  新發現 美國南加州大學神經系統科學家拉裡·斯旺森和理查德·湯普森隔離起老鼠大腦中與愉悅和獎勵相關的伏核區，在同一點同時注入兩枚“示蹤劑”，分別用於顯示訊號去向和來源。 “示蹤劑”跟隨訊號移動，但不會干擾訊號移動，能發光，可在顯微鏡下觀察到。 他們發現，訊號在一個個圈組成的網路中移動，這個網路“不是一個有上下之分的等級架構”。 湯普森花費8年多時間發明和完善這次研究所用示蹤方法。 其他示蹤方法大多隻能在一個位置跟蹤一個方向一個訊號。 “我們可以在同一個動物身上同時觀察一個大腦迴路中的4個串連，”斯旺森說。 學術界假設過大腦中神經系統類別似互連網結構，但先前沒有實驗證實過這種假設。 研究報告由《國家科學院院刊》( PNAS)發表。

舊理論 研究人員先前認為，大腦中的神經系統好像一個大企業，可以繪成一個從中樞部門分叉到下面一個個小部門的直線聯絡圖。 英國廣播公司(BBC)8月11日援引斯旺森的話報道：“‘從上到下理論’在已有實驗神經科學文獻中佔有驚人的統治地位，這一理論可上溯至19世紀。” 斯旺森說，大腦中互連網式結構的存在可以解釋大腦能克服局部損傷的現象，“你可以拿掉互連網任何一個單獨部分，但網路其他部分照常工作”，神經系統同樣，沒法說某一部分絕對不可或缺。  下一步 斯旺森說，眼下至少在老鼠大腦伏核發現不同以往認為的神經系統結構，今後可以用這次研究中使用的示蹤法觀察其他部位，最終繪出整個大腦神經網狀圖。 斯旺森說，繪製整個大腦神經網狀圖是個無比複雜的工作，目前不能肯定這個圖對解答意識和認知方面難題會產生何種影響。 “不過，好比人類
基因組 項目。人們相信找出人類脫氧核糖核酸(DNA)完整序列是研究生物學的一塊基石，無論花費多長時間都要完成這項工作，”斯旺森說。